2_天然气制合成氨简介.ppt

* * * * * * * * * ①原料天然气压缩、脱硫、转化及变换工序　　原料天然气压力为2.0~2.5MPa，经压缩再经分子筛脱硫后与循环氢气混合，预热进钴钼加氢槽，将有机硫转化为硫化氢，随后在氧化锌脱硫槽中将硫化氢脱除。脱硫后原料气与工艺蒸汽混合，预热至550℃进一段转化炉。用镍触媒将甲烷等碳氢化合物转化为氢及碳氧化物，出口温度695℃，压力为3.0MPa，工艺空气来自工艺空气压缩机，在二段转化炉上部与一段转化气混合并反应，再通过镍触媒完成转化过程，使甲烷浓度降至1.65%左右，温度为870℃。该高温转化气经废热锅炉及蒸汽过热器降低到388℃进高温变换器，用铁触媒使CO与水蒸气反应生成氢及CO2。低温变换器进口温度204℃，经低变触媒床完成变换过程。CO浓度降至0.37%. ②二氧化碳脱除工序 203℃的低变气经几台换热设备降至104℃，进CO2吸收塔，用本菲尔溶液吸收脱除CO2使出口浓度达800×10-6。 ③甲烷化、分子筛净化及深冷净化工序　　原料气在进口温度316℃及镍触媒的条件下在甲烷化炉内完成甲烷化反应，使出口气中碳氧化物含量降至10×10-6以下。甲烷化气先冷却至4.4℃去掉大部分水分，然后在合成气干燥器内用分子筛脱除微量的氨、CO2及水分。深冷净化工序由热交换器、膨胀机及精馏塔组成，在-175℃条件下将全部甲烷、大部分氩、 CO以及过量氮分离掉，得到纯度很高的氢氮气。 ④压缩及合成工序　　氢氮比为3:1的合成气经合成气压缩机压缩至14.3MPa，与合成系统的循环气混合，再经循环段压至15.1MPa。 氨合成是在三台串联绝热式的合成塔内完成的，合成塔内装有铁触媒。第一台塔的操作温度较高，出口温度为，第二、三台塔的出口温度为。塔之间设有废热锅炉、蒸汽过热器及换热器，出第三塔的氨浓度为21%。 用17℃及1℃两级氨冷将氨分离出来，送往尿素装置的液氨是37℃。 * 布朗工艺采用福斯特·惠勒公司的梯台炉，其结构型式为上烟道、双抽气、双排管，二段炉不设水夹套，外壳设计温度为204℃。 * * 该工艺的典型工艺流程为天然气经压缩（0.45MPa，38℃）、加氢、脱硫、饱和增湿、预热、一段转化（加蒸汽）、二段转化（加空气）、等温变换、变压吸附、甲烷化和氨合成。 * * * * * * * * * 乐东气田 * * * 乐东气田 * * * * * 近年来，合成氨装置专利商在继续开发节能型新技术、新设备、新催化剂的同时，又在装置操作灵活性、生产可靠性、节省投资上取得了新进展，在用新技术改造旧装置扩大生产能力、提高装置运转效率、降低能耗方面也在不断努力开拓。 * 以天然气为原料的工艺，当混合的原料气和蒸汽预热后进入绝热转化炉催化床层时，发生的吸热反应会使工艺气温度下降，因此，从预转化炉出来的气体在进入一段炉之前还须再加热（加热到高于一段转化炉原来的进口温度），这样可节约转化炉燃料，保证高的转化率和反应速率。另外，重烃可在预转化炉中除去，消除了转化炉结炭的危险。增设预期转化炉后节省了转化炉燃料，因而可增加转化炉的进气量。 * * 在炉管内先放入一根带有弹簧刷子的装填绳，催化剂装进炉管后，慢慢拉出装填绳。装填绳上的弹簧刷子可减缓催化剂颗粒的下降速度，避免催化剂破碎。此法不会因架桥而产生空穴，因而装填过程无需振打炉管。采用该技术装填的催化剂密度比常用的“布袋”法高，且装填时间大大缩短。 * 二段转化炉的燃烧过程和催化剂对转化炉的性能影响很大。一般加压燃烧系统，高温和高压使燃烧速率非常快，形成扩散焰的燃烧过程受燃料和氧化剂混合过程的控制，混合过程又受两段不同速率、不同密度物料湍度的控制。可通过一个喷嘴，将比工艺气速度高的高压空气喷入二段炉来控制混合过程。 * * * ATR工艺反应器的上部分为燃烧段，在此使一定量的CH4进行部分氧化反应，总氧量和烃类的物质的量比为0.55~0.60。由于一级氧化产物CO再氧化为CO2的速度较慢，故部分氧化反应有很高的选择性。燃烧段下面是固定床蒸汽催化转化反应段，利用燃烧段释放的热量进行蒸汽转化反应。另外，在反应器中加入水蒸气可调节产品气体的H2/CO，可以在2.2~3.0之间调节，还可借再循环或原料气中加入CO2的办法再降低H2/CO，如果CO/CH4=1.2时，可以生产H2/CO=1.0的合成气。这些方案能在1.0~3.0的宽范围内改变H2/CO的比例。 * * 第2章 天然气制合成氨 * 2.5 我国天然气制合成氨研究、开发、生产、 消费现状 2.5.1 合成氨生产原料 天然气 2.5.2 生产状况 2.5.3 产能建设规划和计划 对现有装置进行技术改造 2.5.4 合成氨生产技术的研发 催化剂 Fe1-xO的氨合成催化剂 A301低温低压